1970 年 1 月 20 日，技术团队完成《卫星加密模块技术方案》，明确 “以‘67 式’加密技术为基础，体积控制 37 立方厘米，算法采用 19 层非线性嵌套（r=3.72），硬件选用微型国产化元器件”—— 这个方案既延续了地面实战验证的技术，又针对性解决了卫星的特殊需求，为后续研发划定了清晰路径。
二、需求解析：37 立方厘米的 “生死指标” 与功能定位
1970 年 “东方红一号” 卫星的总装要求，将卫星加密模块的体积严格限制在 37 立方厘米 —— 这个指标不是主观设定，而是基于卫星整体载荷、空间布局与功能需求的精确计算，每立方厘米的空间都承载着关键功能，体积超标将直接影响卫星发射与在轨运行。同时，模块还需满足 “加密可靠、抗太空环境、低功耗” 的功能需求，这些需求共同构成了 “太空密码机” 的研发目标。
37 立方厘米的体积来源：卫星载荷的极限限制。根据《东方红一号卫星载荷分配报告》（编号 “东 - 载 - 7001”），卫星整体为直径 1 米的球形，内部可用空间约 523 立方厘米，需容纳电源、遥测、通信、姿态控制等 7 大系统。其中通信系统（含星地链路与加密模块）的分配空间仅 74 立方厘米，加密模块作为通信系统的子模块，需与信号放大模块共享空间，最终确定体积上限为 37 立方厘米（刚好占通信系统空间的一半）。总装部门在任务对接时强调：“37 立方厘米是死数，多 0.1 立方厘米都装不进去，你们必须在这个空间里实现所有功能。” 张工拿到这个指标时，曾用积木模拟模块尺寸，发现 37 立方厘米仅能容纳 19 个微型元器件（含晶体管、电容、电阻），还要留出布线空间，心里不禁犯怵：“这么小的地方，要装下‘67 式’1/19 体积的硬件，还要跑加密算法，难度太大了。”
核心功能需求：加密遥测数据的 “安全锁”。卫星加密模块的核心任务，是对 “东方红一号” 的遥测数据（轨道参数：近地点 439 公里、远地点 2384 公里，设备温度：-50℃至 40℃，供电电压：28V±2V）进行加密，防止被境外截获。根据《东方红一号遥测加密任务书》（编号 “东 - 密 - 7002”），加密需满足：抗破译率≥97%（苏军现有破译设备无法破解）、解密误差≤0.01%（确保地面站准确获取数据）、加密延迟≤0.19 秒（避免数据堆积）。李敏在分析需求时说：“地面‘67 式’加密延迟 0.37 秒还能接受，卫星不行，遥测数据是实时的，延迟超了就失去意义。”
太空环境需求：耐受极端条件的 “硬指标”。卫星在轨运行时，将面临三大极端环境：-50℃至 40℃的昼夜温差（地球阴影区与日照区）、1×10?rad 的空间辐射（γ 射线与高能粒子）、微重力（可能导致元器件松动）。因此模块需满足：-50℃时加密算法正常运行（β 值波动≤10%）、辐射后误码率≤1×10??、微重力下无结构失效。周明远在环境测试预案里写：“‘67 式’在地面 - 37℃还能凑合用，卫星要到 - 50℃，还有辐射，硬件必须重新设计，不能有任何侥幸。”
低功耗需求：卫星电源的 “节能要求”。“东方红一号” 的电源为银锌蓄电池，容量仅 19Ah，需供应所有系统用电。根据《卫星各系统功耗分配表》（编号 “东 - 功 - 7001”），加密模块的功耗上限为 70mW（仅为 “67 式” 加密模块功耗的 1/3），若超标，将缩短卫星在轨寿命（每超 10mW，在轨时间减少 1.9 天）。陈恒在功耗评估时算过一笔账：“模块每天工作 19 小时，若功耗 70mW，每天耗电 0.133Ah，19Ah 电池能支撑 142 天，远超 28 天的设计寿命；若超到 100mW，就只剩 182 天，风险太大。”
这些需求的本质，是 “卫星有限资源” 与 “加密功能可靠性” 的平衡 ——37 立方厘米的体积限制是资源约束，而加密、抗环境、低功耗是功能底线，团队必须在 “小空间” 里实现 “大安全”，这也决定了研发过程中 “每一个元器件都要精挑细选，每一丝空间都要充分利用”。
三、研发攻坚：37 立方厘米内的 “螺蛳壳里做道场”
1970 年 2 月 - 3 月，张工团队围绕 “37 立方厘米” 的核心指标，展开硬件小型化、算法简化、结构设计的三重攻坚，67 天内完成 37 轮样品迭代，每一轮都面临 “体积超标”“功能不达标” 的困境，团队成员通过 “元器件极致选型”“电路创新布局”“算法精准简化”，最终在 37 立方厘米的空间里，实现了所有设计功能，过程中的每一个突破，都充满了 “极限挑战” 与 “细节较真”。
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